Robo-mistrzowie otwierania drzwi i szuflad

źródło: http://spectrum.ieee.org

Aby być użytecznymi wśród ludzi roboty muszą być zdolne do robienia podstawowych czynności z życia przeciętnego człowieka, np. otwieranie drzwi, szuflad, kabin. Wykonujemy te czynności bez wysiłku, lecz zmuszenie do tego robotów to już inna historia.

Profesorowie Charlie Kamp i Advait Jain z Laboratorium Healthcare Robotics Laboratory  zaprogramowali robota aby samodzielnie radził sobie z zamkniętymi drzwiami czy szufladami. Robi to używając wielokierunkowych kół i specjalnego wielofunkcyjnego ramienia. Jedyna informacja jaka jest niezbędna to położenie klamek i uchwytów.

Naukowcy wystąpili ze swoimi wynikami na Międzynarodowej Konferencji Robotyki i Automatyki w Anchorage gdzie zaprezentowali:

"Pulling Open Doors and Drawers: Coordinating an Omni-Directional Base and a Compliant Arm with Equilibrium Point Control."

Zaskakującą rzeczą było to, że robot jest ruchomy podczas otwierania drzwi. Zaadaptowano w nim mechanizmy kinematyczne aby jego podstawa i ramię współgrały tworząc bardziej naturalny ruch. Innumi słowy skupiono się na samej akcji ramienia przy zachowaniu ruchomej podstawy jak to ma przypadku człowieka.

Za wszystkie obliczenia związane z kontrolą ruchu na wysokim poziomie odpowiada system Linux. Oddzielna jednostka również bazująca na tym systemie odpowiada za kontrolowanie ramienia MEKA. Naukowcy napisali całe oprogramowanie w Python'ie używając open source'owych pakietów jak ROBOOP czy ROS.

Robot używa prostego haka jako elementu zaczepu, który naukowcy stworzyli za pomocą drukarki 3D i pokryli gumą w celu zwiększenia tarcia. Specjalny sensor mierzy siłę nacisku wywieraną na hak która następnie porównywana jest z siłą, jaka wywiera opór stawiany przez np. szufladę w chwili otwierania.

Najbardziej innowacyjną rzeczą w robocie jest zdolność, którą naukowcy nazwali kontrolą punktu równowagi lub EPC (ang. equilibrium point control).

Robot przeszedł skutecznie 37 z 40 prób otwierania drzwi. Co więcej niektóre zadania byłyby niewykonalne dla robota statycznego.

zdjecia i video: Georgia Tech's Healthcare Robotics Lab

spectrum.ieee.org